氯乙酸精餾操作中的異常處理

付少華，黃 燦，周耀華，張故軒

（1.中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司，河南 開封 475003；2.開封華瑞化工新材料股份有限公司，河南 開封 475000）

一氯乙酸是重要的有機含氯中間體，在農藥、醫藥、染料、日化、表面活性劑、化學試劑以及造紙化學品、紡織助劑、橡膠助劑、香料香精等方面具有廣泛的應用。

在以醋酐催化醋酸氯化制取一氯乙酸的生產工藝中，為保證氯氣反應完全和減少副產物二氯乙酸的含量，醋酸在氯化反應中是過量的，在氯化反應結束后，需要對氯化液中一氯乙酸和醋酸進行分離。精餾是分離液體均相混合物的典型單元操作之一，應用廣泛，而醋酸和一氯乙酸的揮發性差異較大，精餾操作完全能夠實現對醋酸和一氯乙酸的分離。

在精餾操作中，往往會出現壓力、溫度、物料波動、精餾效果不理想等方面的問題，因此需要對精餾操作的異常現象進行分析處理，以穩定生產。

1 精餾原理

把液體混合物進行多次部分汽化，同時又把產生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過程稱為精餾。

精餾操作原理：由于液體混合物中所含的組分的沸點不同，當其在一定溫度下部分汽化時，因低沸點物易于氣化，故其在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當對部分汽化所得蒸汽進行部分冷凝時，因高沸點物易于冷凝，使冷凝液中高沸點物的濃度較氣相高，而冷凝氣中低沸點物的濃度比冷凝液中要高。這樣經過一次部分汽化和部分冷凝，使混合液通過各組分濃度的改變得到了初步分離。如果多次的這樣進行下去，最終在液相中留下的基本是高沸點的組分，在氣相中留下的基本是低沸點的組分。由此可見，多次部分汽化和多次部分冷凝同時進行，就可以將混合物分離為純或比較純的組分。通過整個精餾過程，最終由塔頂得到高純度的易揮發組分，塔釜得到的基本上是難揮發的組分。

常壓下，一氯乙酸的沸點為189℃，醋酸沸點為118℃。因此，經過精餾操作，可在精餾塔塔頂得到高純度的醋酸，塔底得到高純度的一氯乙酸，從而實現一氯乙酸和醋酸的分離，分離出的醋酸又可返回繼續進行氯化反應。

2 精餾操作的建立

精餾塔一般控制參數有塔頂/底壓力、塔頂/釜溫度、回流量、進料溫度、進料組成、塔釜液位等。控制它們的目的是使塔頂餾分、塔釜殘液符合工藝指標要求。精餾操作的控制方法及步驟為如下。

（1）塔壓力調節。控制并穩定精餾塔壓力是精餾操作的基礎，為降低蒸汽消耗，節約能源，通常采用負壓精餾，因此在有穩定的醋酸/一氯乙酸混合液進料后，塔壓力決定了塔頂溫度和塔底溫度。塔壓力的波動會造成塔溫度的波動，進而會造成壓力和溫度的相互波動，同時影響塔釜液位、再沸器蒸汽量、冷凝器循環冷卻水量等指標波動，形成惡性循環，因此精餾操作中壓力的穩定控制相當重要；

（2）收集塔頂餾分并實現回流。隨著塔壓力的穩定控制，溫度指標逐漸上升，塔頂開始大量穩定排出醋酸蒸汽并在冷凝器冷卻成液態醋酸，餾出液罐液位逐漸上升，當餾出液罐液位達到35%時，啟動回流泵開始向塔頂回流，隨著塔負荷的提升，回流量逐漸提高，直至達到適宜回流比；

（3）塔頂產品采出。回流量滿足要求后，塔頂溫度逐漸接近工藝規定值，塔頂餾分經檢測合格后，采出塔頂餾分，穩定餾出液罐液位至規定值；

（4）塔釜溫度調節。當塔釜出現液面時，說明再沸器側已充滿液體，可以對再沸器服務側進行蒸汽預熱，預熱完成后可根據塔負荷緩慢調節蒸汽流量，同時觀察塔釜溫度、塔壓力、塔釜液面、塔頂溫度、餾出液罐液面等參數的變化情況，避免出現大幅變化。塔釜溫度達到工藝指標后根據塔釜液位采出塔底產品。

3 異常處理

（1）物料泄漏。由于一氯乙酸具有強腐蝕性，密封面或設備腐蝕都有可能造成泄漏，不但加劇腐蝕速度，而且會造成環保事故。所以，一旦巡回檢查時發現有泄漏現象，要及時檢查處理。如果發現密封面有輕微滲漏，可在系統降至常壓后做緊固處理或更換墊片；如果密封面漏的很大，應當緊急停車，隔斷泄漏點處物料流通，用蒸汽將酸性物料吹散和稀釋，注意要穿戴好防護用品并站在上風向，最好2個人操作，一人處理，一人監護；如果發現是設備或管道腐蝕泄漏，應緊急停車，清空物料并置換干凈，更換備用設備或管道；

（2）換熱器漏。因操作不當或是設備老化等原因，塔頂冷凝器和再沸器都會有泄漏的可能。因該精餾操作為負壓精餾，所以換熱器服務側的循環冷卻水或蒸汽會漏入塔內，通過物料水分在線監測和中控化驗分析可發現工藝指標異常。最簡單的處理方法方法就是停車檢修；

（3）儀表故障。精餾塔上溫度和壓力儀表因腐蝕或其他原因都會造成失靈，塔身因有多塊儀表監控，所以一塊表壞了可根據其他相關儀表來監控操；

（4）物料輸送泵故障。如果因為跳閘，查明跳閘原因并人工復位啟動；如果是回流泵故障又不能短時間啟動時，應特別注意塔壓力控制，并適當減少再沸器加熱量，塔頂餾分一氯乙酸偏高對系統影響不是很大，但要密切監視餾出液罐液位，液位過高時要及時排除部分餾出液以維持正常運行。如果是釜液輸送泵故障，備用泵短時間又開不起來，液面太高影響加熱時，可從排空線排出部分釜液維持運行。如果物料泵長時間不能啟動時，要減負荷甚至停車處理；

（5）蒸汽故障。加熱蒸汽掉壓甚至中斷時，會嚴重影響工藝指標，因此出現短時蒸汽故障時，直接將釜液切入返工罐。如果長時間蒸汽故障，返工罐容量有限，則需要降負荷甚至停車處理；

（6）回流泵流量低。泵前過濾器堵塞、餾出液罐液面太低、泵出口閥門開度小、泵汽蝕等情況都可能造成泵流量低。要根據實際情況排查可能出現的原因并解決；

（7）塔內構件損壞。填料精餾塔易損壞的內件是填料、填料支撐件、分布器等，損壞情況大多為松動、破碎、變形，嚴重時構件掉下來，填料塌落等。出現這種損壞，可以從工藝上反映出來，如：負荷下降、塔頂或塔底餾出液不合格等。安裝質量不好或者操作不當都會造成損壞，一旦損壞，只能減負荷運行或停車檢修。

4 結語

國內外先進的大型氯乙酸生產裝置基本上都要采用精餾操作來實現一氯乙酸和醋酸的分離，先進的精餾技術和規范化的精餾操作規程是實現物料分離不可或缺的手段。